一種硬件電路實現(xiàn)腐蝕檢測的方法

李麗清

摘? ?要：提供一種硬件電路腐蝕檢測裝置和方法，該裝置包含：腐蝕檢測模塊、可編程邏輯器件CPLD模塊以及硫化模塊。腐蝕檢測模塊與CPLD模塊和硫化模塊連接，腐蝕檢測模塊檢測到硫化模塊被腐蝕時，CPLD模塊發(fā)送硫化模塊被腐蝕的電信號，CPLD模塊根據(jù)腐蝕檢測模塊發(fā)送的電信號生成相應(yīng)的比特串，并將比特串發(fā)送給中央處理器CPU，以使CPU根據(jù)比特串確定被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設(shè)備中的位置。本文提出腐蝕檢測裝置和方法能夠自動化進行腐蝕檢測，并能夠準(zhǔn)確的判斷被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設(shè)備中位置，并且獨立與軟件判斷腐蝕情況，不占用CPU資源，可靠穩(wěn)定性高，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能自動化確定環(huán)境的腐蝕情況，需通過人工取樣才能判斷環(huán)境的腐蝕情況的問題，靈活準(zhǔn)確，易用便捷。

關(guān)鍵詞：硫化模塊? 腐蝕檢測裝置? 自動化

中圖分類號：TE988? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0087-04

眾所周知，環(huán)境對各種電子設(shè)備的腐蝕無處不在，當(dāng)電子設(shè)備因為受到環(huán)境腐蝕出現(xiàn)大面積故障時，會給用戶帶來很大的損失。因此，檢測環(huán)境對電子設(shè)備的腐蝕情況，并根據(jù)電子設(shè)備被腐蝕的情況對電子設(shè)備進行維護保養(yǎng)是保證電子設(shè)備長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵;

目前傳統(tǒng)對電子設(shè)備進行腐蝕檢測的方案為：基于印刷板上表面金屬抽樣腐蝕檢測方法，將金屬樣品固定到印刷板上，隨著設(shè)備在環(huán)境中運行一段時間后，取出金屬樣品，對金屬樣品表面的銹蝕區(qū)進行著色;采用電子設(shè)備檢測金屬樣品上硫化程度，從而判斷環(huán)境的腐蝕程度[1]。這種腐蝕檢測方案存在以下缺陷：不能自動化確定環(huán)境的腐蝕情況，需要通過人工取樣才能判斷環(huán)境的腐蝕情況，且測試工序復(fù)雜，效率低、抽樣時間有限等缺點;

1? “腐蝕檢測裝置”簡介

本文提出“腐蝕檢測裝置”是一種安裝于電子設(shè)備的不同位置，其包括：腐蝕檢測模塊、可編程邏輯器件 CPLD模塊以及硫化模塊，腐蝕檢測模塊與CPLD模塊和硫化模塊連接;其中，腐蝕檢測模塊檢測到硫化模塊被腐蝕時，向CPLD模塊發(fā)送硫化模塊被腐蝕的電信號，CPLD模塊根據(jù)腐蝕檢測模塊發(fā)送的電信號生成相應(yīng)的比特串，并將比特串發(fā)送給中央處理器CPU，以使CPU根據(jù)比特串確定被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設(shè)備中的位置。

硫化模塊包括暴露在環(huán)境中且無腐蝕防護能力的金屬線，金屬線可以為鐵線、鋁線、銅線等，本方法采用是印刷板電路板PCB上銅線，銅線由細到粗設(shè)計可表示不同程度的腐蝕程度，銅線越粗的部分越不容易被腐蝕斷開;銅線蛇形走線方式布局可節(jié)省PCB電路板，減小PCB電路板面積;當(dāng)環(huán)境的腐蝕情況較嚴(yán)重時，可盡早發(fā)現(xiàn)環(huán)境的腐蝕情況，以盡早對電子設(shè)備進行維護;

腐蝕檢測模塊具體包括：第1開關(guān)電路、第2開關(guān)電路，第1開關(guān)電路與第2開關(guān)電路連接，第2開關(guān)電路與CPLD模塊連接，金屬線的一端與第1開關(guān)電路連接，金屬線的另一端接地。腐蝕檢測模塊檢測到金屬線若未被腐蝕，第1開關(guān)電路中Q1開關(guān)導(dǎo)通，第2開關(guān)電路中開關(guān)Q2截止;金屬線若被腐蝕斷開時，導(dǎo)致第1開關(guān)電路中Q1開關(guān)截止，第2開關(guān)電路中開關(guān)Q2導(dǎo)通，從而將金屬線被腐蝕的電信號發(fā)送給CPLD模塊。第1開關(guān)電路和第2開關(guān)電路中開關(guān)可以為NPN三極管，還可以為MOS管，這里不做限定[2]。

可編程邏輯CPLD模塊：第1開關(guān)電路中的Q1三極管截止時，第2開關(guān)電路中的Q2三極管導(dǎo)通，此時Q2三極管的集電極的電平由高（1）跳變?yōu)榈停?），該電平跳變的電信號傳輸給CPLD模塊。CPLD模塊中與第2開關(guān)電路連接的引腳的電信號默認(rèn)為高電平1，由于該電信號的由高跳變?yōu)榈?，此時CPLD模塊與該第2開關(guān)電路連接的引腳對應(yīng)的比特位由1變?yōu)?，CPLD模塊根據(jù)變化后的比特位生成與該腐蝕檢測裝置對應(yīng)的比特串并發(fā)送給中央處理器CPU，以使中央處理器CPU根據(jù)該比特串確定該被腐蝕的腐蝕檢測裝置在所述電子設(shè)備中的位置，具體的，不同的比特串標(biāo)識被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設(shè)備中的不同位置。

2? 腐蝕檢測框架

當(dāng)電子設(shè)備為機架式交換機時，腐蝕檢測裝置安裝在機架式交換機的每個槽位上，機架式交換機包括：多個業(yè)務(wù)模塊，一個主管理模塊和一個從管理模塊，每個模塊對應(yīng)一個槽位，優(yōu)選地，每個模塊上至少設(shè)置一個腐蝕檢測裝置。二級管D指示燈設(shè)置在每個業(yè)務(wù)模塊和管理模塊的面板上，以便維護人員觀察二極管指示燈狀態(tài)，其中，管理模塊用于管理所有的業(yè)務(wù)模塊，當(dāng)業(yè)務(wù)模塊和管理模塊中任一腐蝕檢測裝置被腐蝕時，面板上的二極管指示燈D都會被點亮。

機架式交換機的每個槽位包括：出風(fēng)口、入風(fēng)口以及風(fēng)道盲區(qū)，則腐蝕檢測裝置分別安裝在每個槽位的出風(fēng)口、入風(fēng)口以及風(fēng)道盲區(qū)。一個機架式交換機的不同位置的腐蝕情況可能不同，這樣可以方便檢測機架式交換機的不同位置的腐蝕情況，從而能夠根據(jù)腐蝕情況對機架式交換機進行維護，保證機架式交換機的正常使用。

優(yōu)選地，腐蝕檢測裝置為扣板式設(shè)計，從而方便腐蝕檢測裝置的安裝和拆卸，可移植性好。

3? CPLD模塊實現(xiàn)

CPLD模塊接收腐蝕檢測裝置電平跳變并發(fā)送比特串，CPU確定比特串中的預(yù)設(shè)比特位的取值與默認(rèn)值不同時，確定腐蝕檢測裝置被腐蝕。預(yù)設(shè)比特位的默認(rèn)值為高電平1，當(dāng)預(yù)設(shè)比特位的取值變?yōu)榈碗娖?時，確定預(yù)設(shè)比特位與默認(rèn)值不同。根據(jù)預(yù)先設(shè)置的比特串與腐蝕檢測裝置在電子設(shè)備中的位置的對應(yīng)關(guān)系，確定被腐蝕的腐蝕檢測電路在電子設(shè)備中的位置[3]。具體的，預(yù)先設(shè)置的比特串與腐蝕檢測裝置在電子設(shè)備中的位置的對應(yīng)關(guān)系并保存該對應(yīng)關(guān)系，CPU接收到CPLD模塊發(fā)送的比特串后，查找該對應(yīng)關(guān)系中該比特串對應(yīng)的位置，并將查找到的位置通知給用戶，從而使用戶獲知電子設(shè)備上被腐蝕的腐蝕檢測裝置的位置，從而根據(jù)該位置的腐蝕情況對該電子設(shè)備進行維護。

優(yōu)選地，在確定被腐蝕的腐蝕檢測電路在電子設(shè)備中的位置后，CPU發(fā)出告警。比如確定腐蝕檢測裝置被腐蝕時，打印出相應(yīng)的被腐蝕的腐蝕檢測裝置的日志，以提醒用戶腐蝕檢測裝置被腐蝕。

4? 腐蝕檢測裝置自動化實現(xiàn)流程

腐蝕檢測裝置采用PCB蛇形金屬粗細走線來實現(xiàn)判斷腐蝕等級，通過兩個三極管組成開關(guān)，通過電平跳變觸發(fā)CPLD模塊發(fā)送比特串，管理模塊根據(jù)上報比特串判斷輔助裝置，輸出日志，準(zhǔn)確告知硫化異常位置;

5? 結(jié)語

本文方案相比傳統(tǒng)腐蝕檢測方案，在實踐中取得了很好的效果。其一，自動識別，無需人工試驗;其二，可長期持續(xù)檢測，應(yīng)用性好;其三，輸出日志和指示燈提醒用戶，易用性好;腐蝕裝置硬件電路簡單，阻容、兩個三極管及PCB銅線組成，優(yōu)質(zhì)低價，靈活快速、可靠穩(wěn)定等優(yōu)點，還具有可移植性強的特點，除了應(yīng)用于傳統(tǒng)交換機，還可以應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信中路由器、無線WLAN等等產(chǎn)品中。

參考文獻

[1] 李宇春.現(xiàn)代工業(yè)腐蝕與防護[M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2018，07.

[2] 鈴木雅臣.晶體管電路設(shè)計[M].北京： 科學(xué)出版社， 2010，6，2.

[3] 鄒輝.自動化平臺測試開發(fā)[M].北京： 電子工業(yè)出版社， 9787121342905